[发明专利]一种变换器串联电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种变换器串联电路，特别涉及一种DC-DC或DC-AC变换器串联电路。

背景技术

当输入母线电压较高时，为解决开关管电压应力过高的问题，可以采用变换器串联的电路结构。另外，当单个变换器的输出功率容量有限时，同样可以采用变换器串联的方式来增加总的输出功率容量。但在实际电路中，相互串联的变换器的参数不可避免的存在离散性，这可能会造成上下开关管的工作电压偏移，超过开关管的耐压值，导致变换器不能安全工作。可以预想，在变换器串联的电路结构中，均压技术是其中的关键技术之一。

图1是一种公知的具有自动均压功能的变换器串联的电路结构，该电路结构发表于《电工技术杂志》2001年第5期的《耐高压重叠式反激DC-DC变换器设计》。2001年8月24日，艾默生网络能源有限公司采用了与之类似的电路结构申请了名为《一种用于电源变换器的均压电路》的专利，公开号为CN1126236。

公知的双变换器串联的电路原理图如图1所示。

与一般的单端反激变换的不同之处在于，双变换器串联电路的变换器一次绕组被分成完全相同的两部分N1和N2，N1和N2分别由开关管Q1和Q2来控制通断。Q1和Q2的栅极加有同步的驱动信号。这样，由于N1、N2的一致性和Q1、Q2的同步工作，A点的电位被均压为

VA=12Vg]]>................................式（1）

于是，Q1和Q2所承受的电压应力为：

Vds=12Vg+N·Vo]]>............................式（2）

式中V_g为输入直流电压，V_o输出电压，N为绕组N1与输出主绕组的匝比。

这里，C1、C2用于在开机瞬间建立均等的上下管工作电压，并在电源工作后仍具有均压和滤除瞬态扰动所造成的中点电压偏离的作用。

在图1中，由于绕组N1和N2的对称性和采用了相同的C1和C2，如果中点电压V_A发生偏移，电路将能够自动纠正。

当输入电压均压时，上下两个反激变换器工作一致，没有能量交换，只有两个反激变换器原边激磁电感储能，其等效电路如图2所示，其中，Lk1、Lk2为两个反激变换器相应的漏感，Lm1、Lm2为两个变换器的激磁电感。

当两个变换器输入电压不一致时，两个反激变换器存在能量交换。由于两个原边绕组同名端相同，为正激关系，即变压器关系，则能量从输入电压高的那一路灌到输入电压低的那一路，实现均压。假设V_C1＞V_C2，这时均压电路的工作状态的等效电路及功率流向如图3所示。

均压过程具体描述如下：假如由于某种原因，A点的电位下移，即出现V_C1＞V_C2的情况。当开关管Q1、Q2被驱动的瞬间，由于Q1导通，N1绕组电压V₁＝V_C1，又由于绕组N1与N2紧密耦合，所以有V₂＞V_C2，在这种情况下，Q2的漏极、源极间反向偏置，Q2的体二极管Qd2导通，电流反向流过Qd2和绕组N2；Q1正向导通。根据电流的流经方向，V_C1将下降，V_C2将上升，所以V_C1与V_C2的不一致将被纠正。

上述的变换器串联电路结构具有的缺点为：

1.上下开关管的均流效果不佳。